JP2014105624A - Variable capacity type pump - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車用の内燃機関の各摺動部等に作動油を供給する油圧源に適用される可変容量形ポンプに関する。 The present invention relates to a variable displacement pump that is applied to a hydraulic source that supplies hydraulic oil to each sliding portion of an internal combustion engine for an automobile, for example.
自動車用の内燃機関に適用される従来の可変容量形ポンプとしては、例えば以下の特許文献1に記載されたものが知られている。
As a conventional variable displacement pump applied to an internal combustion engine for automobiles, for example, the one described in
概略を説明すれば、この可変容量形ポンプは、カムリングに対し全体として偏心量(ロータ回転中心に対するカムリングの偏心量をいう。)が増大する方向(以下、「偏心方向」という。)へと移動力を付与可能に配置された1対のスプリングと、内部にそれぞれ同じ吐出圧が導入されることによってカムリングに対し全体として前記偏心量が減少する方向(以下、「同心方向」という。)へと移動力を付与可能に構成された1対の制御油室と、を有し、前記両スプリングがそれぞれ相反する方向へと付勢力を発揮させるように配置され、前記偏心量の減少に伴い同心方向の荷重が不連続かつ段階的に増大する構成となっている。これにより、第1の回転数域では第1の所定油圧に、第2の回転数域では第2の所定油圧にそれぞれ維持可能とする2段階の吐出圧特性をもたせ、当該吐出圧特性を機関の要求油圧特性へと近づけることによって、無駄なエネルギ消費を低減することが可能となっている。 Briefly, this variable displacement pump moves in a direction (hereinafter referred to as “eccentric direction”) in which the amount of eccentricity (referred to as the amount of eccentricity of the cam ring with respect to the rotor rotation center) increases as a whole with respect to the cam ring. A pair of springs arranged so as to be capable of applying a force and a direction in which the amount of eccentricity is reduced with respect to the cam ring as a whole by introducing the same discharge pressure into the inside (hereinafter referred to as a “concentric direction”). A pair of control oil chambers configured to be capable of imparting a moving force, the springs being arranged so as to exert urging forces in opposite directions, and concentrically as the amount of eccentricity decreases The load is increased discontinuously and stepwise. As a result, the first predetermined hydraulic pressure is maintained in the first rotational speed range and the second predetermined hydraulic pressure is maintained in the second rotational speed range. By approaching the required hydraulic pressure characteristics, it is possible to reduce wasteful energy consumption.
しかしながら、前記従来の可変容量形ポンプでは、前述のようにカムリングの作動規制にスプリングを用いているため、吐出圧の上昇に伴いカムリングが移動し難くなってしまう。このため、吐出圧を前記第1又は第2の所定油圧に維持しようとしても、機関回転数が上昇するにつれて当該吐出圧が大きく上昇してしまう結果、前記要求油圧特性からずれてしまうという問題があった。 However, in the conventional variable displacement pump, as described above, the spring is used to restrict the operation of the cam ring, so that the cam ring becomes difficult to move as the discharge pressure increases. For this reason, even if it is attempted to maintain the discharge pressure at the first or second predetermined oil pressure, the discharge pressure greatly increases as the engine speed increases, and as a result, there is a problem of deviation from the required oil pressure characteristics. there were.
そこで、本発明は、前記従来の可変容量形ポンプの技術的課題に鑑みて案出されたものであり、所望の吐出圧に維持する要求に対し、機関回転数(ポンプ回転数)が上昇しても当該要求吐出圧を極力維持し得る可変容量形ポンプを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been devised in view of the technical problem of the conventional variable displacement pump, and the engine speed (pump speed) increases in response to a request to maintain a desired discharge pressure. However, an object of the present invention is to provide a variable displacement pump that can maintain the required discharge pressure as much as possible.
本願発明は、とりわけ、軸方向一端側に開口することで吐出された作動油の導入に供する導入ポートと、第1制御油室と連通する第1制御ポートと、第2制御油室と連通する第2制御ポートと、低圧部に連通するドレンポートとを有するバルブボディと、該バルブボディの軸方向一端側に摺動自在に収容され、その軸方向位置に応じて前記各ポートの連通状態を切り替えるスプールと、前記バルブボディの軸方向他端側に収容配置され、付勢機構より小さな付勢力でもって前記スプールを軸方向一端側へ付勢する制御ばねとを有する制御機構を備え、前記スプールが前記制御ばねによって付勢されて前記バルブボディの軸方向一端側へ最大に移動した初期位置では、前記導入ポートの流通が制限されると共に、前記第1制御ポートと前記ドレンポートが連通し、かつ、前記第2制御ポートとドレンポートの流通が制限される第1の状態となって、吐出圧が増大すると、前記導入ポートと前記第1制御ポートが連通すると共に、前記第1制御ポートと前記ドレンポートの流通が制限され、かつ、前記第2制御ポートと前記ドレンポートが連通する第2の状態となるように構成されていることを特徴としている。 In particular, the present invention communicates with an introduction port for introducing hydraulic oil discharged by opening to one end side in the axial direction, a first control port communicating with the first control oil chamber, and a second control oil chamber. A valve body having a second control port and a drain port communicating with the low pressure portion, and is slidably accommodated at one axial end of the valve body, and the communication state of each port is determined according to the axial position thereof. A control mechanism having a spool to be switched and a control spring that is housed and disposed on the other axial end side of the valve body and biases the spool toward the axial one end side with a biasing force smaller than the biasing mechanism; Is initially urged by the control spring and moved to the maximum axial end of the valve body, the flow of the introduction port is restricted, and the first control port and the drain are restricted. When the port is in communication and the flow of the second control port and the drain port is restricted to be in a first state and the discharge pressure is increased, the introduction port and the first control port are in communication with each other, and The flow of the first control port and the drain port is restricted, and the second control port and the drain port are configured to be in a second state in which they communicate with each other.
本願発明によれば、所望の吐出圧に維持する要求に対し、回転数が上昇しても吐出圧の上昇を抑えて当該要求吐出圧を極力維持することができる。 According to the present invention, the required discharge pressure can be maintained as much as possible by suppressing an increase in the discharge pressure even when the rotational speed is increased in response to the request to maintain the desired discharge pressure.
以下に、本発明に係る可変容量形ポンプの各実施形態を、図面に基づき詳述する。なお、下記の各実施形態では、この可変容量形ポンプを、自動車用内燃機関の摺動部や機関弁の開閉時期制御に供するバルブタイミング制御装置に対し機関の潤滑油を供給するオイルポンプとして適用した例を示している。 Embodiments of a variable displacement pump according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the variable displacement pump is applied as an oil pump that supplies engine lubricating oil to a valve timing control device that is used to control the opening / closing timing of a sliding portion of an automotive internal combustion engine or an engine valve. An example is shown.
図1〜図8は本発明に係るオイルポンプの第1実施形態を示しており、このオイルポンプ10は、図外の内燃機関のシリンダブロックやバランサ装置の各前端部に設けられ、図1〜図3に示すように、一端側が開口形成されて内部にポンプ収容室13が設けられた縦断面ほぼコ字形状のポンプボディ11と当該ポンプボディ11の一端開口を閉塞するカバー部材12とからなるポンプハウジングと、該ポンプハウジングに回転自在に支持され、前記ポンプ収容室13のほぼ中心部を貫通して図示外のクランクシャフトないしバランサシャフト等によって回転駆動される駆動軸14と、前記ポンプ収容室13内に移動(揺動)可能に収容された可動部材であって、後述する第1、第2制御油室31,32や第1、第2スプリング33,34と協働して後記ポンプ室PRの容積変化量を変更する可変機構を構成するカムリング15と、該カムリング15の内周側に収容され、駆動軸14により図1中の反時計方向に回転駆動されることで、前記カムリング15との間に形成される複数の作動油室であるポンプ室PRの容積を増減させることでポンプ作用を行うポンプ構成体と、前記ポンプハウジング(カバー部材12)に付設され、後述する各制御油室31,32に対する吐出圧の導入ないし排出を制御することによってカムリング15の揺動制御に供する制御機構であるパイロット弁40と、を備えている。
FIGS. 1-8 has shown 1st Embodiment of the oil pump based on this invention, This oil pump 10 is provided in each front end part of the cylinder block and balancer apparatus of an internal combustion engine outside a figure, As shown in FIG. 3, the
ここで、前記ポンプ構成体は、カムリング15の内周側において回転自在に収容され、その中心部が駆動軸14外周に結合されたロータ16と、該ロータ16の外周部に放射状に切欠形成された複数のスリット16a内においてそれぞれ出没自在に収容されたベーン17と、前記ロータ16より小径に形成され、当該ロータ16の内周側両側部に配設された一対のリング部材18,18と、から構成されている。
Here, the pump structure is rotatably accommodated on the inner peripheral side of the
前記ポンプボディ11は、アルミニウム合金材により一体に形成されていて、ポンプ収容室13の一端壁を構成する端壁11a(本発明に係る一方側の側壁に相当)のほぼ中央位置には、駆動軸14の一端部を回転自在に支持する軸受孔11bが貫通形成されている。また、ポンプ収容室13の内周壁の所定位置には、棒状のピボットピン19を介してカムリング15を揺動自在に支持する横断面ほぼ半円状の支持溝11cが切欠形成されている。さらに、当該ポンプ収容室13の内周壁には、軸受孔11bの中心と支持溝11bの中心とを結ぶ直線(以下「カムリング基準線」という。)Mに対して図1中の上半側に、カムリング15の外周部に配設されるシール部材20が摺接するシール摺接面11dが形成されている。このシール摺接面11dは、支持溝11c中心から所定半径R1をもって構成される円弧面状に形成されると共に、カムリング15が偏心揺動する範囲においてシール部材20が常時摺接可能な周方向長さに設定されている。同様に、前記カムリング基準線Mに対して図1中の下半側にも、カムリング15の外周部に配設されるシール部材20が摺接するシール摺接面11eが形成されている。このシール摺接面11eは、支持溝11c中心から所定半径R2をもって構成される円弧面状に形成され、カムリング15が偏心揺動する範囲においてシール部材20が常時摺接可能な周方向長さに設定されている。
The
また、前記ポンプボディ11の端壁11aの内側面には、特に図1、図3に示すように、軸受孔11bの外周域に、前記ポンプ構成体によるポンプ作用に伴い前記各ポンプ室PRの容積が拡大する領域(以下「吸入領域」という。)に開口するようにほぼ円弧凹状の吸入部である吸入ポート21aが、また、前記各ポンプ室PRの容積が縮小する領域(以下「吐出領域」という。)に開口するようにほぼ円弧凹状の吐出部である吐出ポート22aが、それぞれ軸受孔11bを挟んでほぼ対向するように切欠形成されている。
In addition, on the inner surface of the
前記吸入ポート21aは、その周方向のほぼ中間位置に、後記の第1スプリング収容室28側へ膨出するように形成された導入部23が一体に設けられていて、該導入部23と吸入ポート21aの境界部近傍には、ポンプボディ11の端壁11aを貫通し外部へと開口する吸入口21bが貫通形成されている。かかる構成により、内燃機関のオイルパン(図示外)に貯留された潤滑油が、前記ポンプ構成体のポンプ作用に伴い発生する負圧に基づき吸入口21b及び吸入ポート21aを介して吸入領域に係る各ポンプ室PRに吸入されるようになっている。ここで、前記吸入口21aは、前記導入部23と共に、吸入領域のカムリング15外周域に形成される低圧室35と連通するように構成されていて、当該低圧室35にも前記吸入圧である低圧のオイルを導くようになっている。
The
前記吐出ポート22aは、その始端部に、ポンプボディ11の端壁11aを貫通して外部へと開口する吐出口22bが貫通形成されている。かかる構成により、前記ポンプ構成体によるポンプ作用により加圧されて吐出ポート22aへと吐出されたオイルが、吐出口22bから前記シリンダブロック内に設けられたメインオイルギャラリOGを介して機関内における各摺動部やバルブタイミング制御装置等(いずれも図示外)へと供給されることとなる。
The
また、前記吐出ポート22aには、当該吐出ポート22aと軸受孔11bとを連通する連通溝25aが切欠形成されていて、この連通溝25aを介して軸受孔11bにオイルを供給すると共にロータ16及び各ベーン17の側部にもオイルを供給することで、各摺動部位の良好な潤滑が確保されている。なお、かかる連通溝25aは、前記各ベーン17の出没方向と合致しないように形成されており、該各ベーン17が出没する際の当該連通溝25aへの脱落が抑制されている。
The
前記カバー部材12は、本発明に係る他方側の側壁を構成するものであって、図2に示すように、ほぼ板状を呈し、複数のボルトB1によってポンプボディ11の開口端面に取り付けられるもので、ポンプボディ11の軸受孔11bに対向する位置には、駆動軸14の他端側を回転自在に支持する軸受孔12aが貫通形成されている。そして、このカバー部材12の内側面にも、前記ポンプボディ11と同様に、吸入ポート21cや吐出ポート22c、連通溝25bが、ポンプボディ11の吸入ポート21aや吐出ポート22a、連通溝25aに対して対向配置されている。
The
前記駆動軸14は、ポンプボディ11の端壁11aを貫通して外部へと臨む軸方向一端部が前記図示外のクランクシャフト等に連係されていて、当該クランクシャフト等から伝達される回転力に基づきロータ16を図1中の時計方向へと回転させる。ここで、図1に示すように、この駆動軸14の中心を通り、かつ、前記カムリング基準線Mと直交する直線(以下「カムリング偏心方向線」という。)Nが、吸入領域と吐出領域の境界となっている。
The
前記ロータ16は、その中心側から径方向外側へと放射状に形成された前記複数のスリット16aを有すると共に、該各スリット16aの内側基端部には、それぞれ吐出油を導入する横断面ほぼ円形状の背圧室16bが設けられていて、当該ロータ16の回転に伴う遠心力と背圧室16b内の圧力とにより、前記各ベーン17が外方へと押し出されるようになっている。
The
前記各ベーン17は、ロータ16の回転時において、各先端面がカムリング15の内周面に摺接すると共に、各基端面が前記各リング部材18,18の外周面にそれぞれ摺接するようになっている。すなわち、当該各ベーン17は、前記各リング部材18,18によりロータ16の径方向外側へ押し上げられる構成となっており、機関回転数が低く、また、前記遠心力や背圧室16b内の圧力が小さい場合でも、各先端がそれぞれカムリング15の内周面と摺接して前記各ポンプ室PRが液密に隔成されるようになっている。
Each
前記カムリング15は、いわゆる燒結金属によりほぼ円筒状に一体形成され、その外周部の所定位置には、ピボットピン19に嵌合することで偏心揺動支点を構成するほぼ円弧凹溝状のピボット部15aが軸方向に沿って切欠形成されると共に、該ピボット部15aに対しカムリング15の中心を挟んで反対側の位置には、その両側に対向配置される、所定のばね定数に設定された第1スプリング33と当該第1スプリング33よりも小さいばね定数に設定された第2スプリング34とに連係するアーム部15bが径方向に沿って突設されている。なお、前記アーム部15bには、その移動(回動)方向の一側部に、ほぼ円弧凸状の押圧突部15cが突設されている一方、他側部には、後述する規制部28の厚さ幅よりも長く設定された押圧突起15dが延設されていて、前記押圧突部15cが第1スプリング33の先端部に、前記押圧突起15dが第2スプリング34の先端部に、それぞれ常時当接することにより、アーム部15bと前記各スプリング33,34とが連係するようになっている。
The
また、かかる構成から、前記ポンプボディ11の内部には、図1及び図3に示すように、前記支持溝11bと対向する位置に、第1、第2スプリング33,34を収容保持する第1、第2スプリング収容室26,27が、図4中の前記カムリング偏心方向線Nに沿うようにポンプ収容室13に隣接して設けられていて、第1スプリング収容室26には、その端壁とアーム部15b(押圧突部15c)との間に、第1スプリング33が所定のセット荷重W1をもって弾装されている一方、第2スプリング収容室27には、その端壁とアーム部15b(押圧突起15d)との間に、前記第1スプリング33よりも小さい線径に設定された第2スプリング34が所定のセット荷重W2をもって弾装されている。そして、前記第1、第2スプリング収容室26,27間には、段差形状に構成された規制部28が設けられていて、この規制部28の一側部にアーム部15bの他側部が当接することによって当該アーム部15bの時計方向の回動範囲が規制される一方、前記規制部28の他側部に第2スプリング34の先端が当接することによって当該第2スプリング34の最大伸長量が規制されるようになっている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the first and
このようにして、前記カムリング15については、前記両スプリング33,34のセット荷重W1,W2の合力W0、すなわち相対的に大きなばね荷重を発揮する第1スプリング33の付勢力をもって、アーム部15bを介してその偏心量が増大する方向(図1中の時計方向)へと常時付勢されることで、図1に示すように、その非作動状態において、アーム部15bの押圧突起15dが第2スプリング収容室27内へと入り込んで第2スプリング34を圧縮させ、当該アーム部15bの他側部が規制部28の一側部へと押し付けられた状態となり、これによって、その偏心量が最大となる位置に規制されている。
Thus, with respect to the
また、前記カムリング15の外周部には、ポンプボディ11の内周壁により構成される第1、第2シール摺接面11d,11eと対向するよう形成された、当該各シール摺接面11d,11eと同心円弧状の第1、第2シール面15g,15hを有する一対の第1、第2シール構成部15e,15fがそれぞれ突設されると共に、該各シール構成部15e,15fの各シール面15g,15hにはそれぞれシール保持溝15iが軸方向に沿って切欠形成されていて、該各シール保持溝15i内には、カムリング15の偏心揺動時に前記各シール摺接面11d,11eに摺接する第1、第2シール部材20a,20bがそれぞれ収容保持されている。
Further, on the outer peripheral portion of the
ここで、前記第1、第2シール面15g,15hは、それぞれ前記各シール摺接面11d,11eを構成する半径R1,R2よりも僅かに小さい所定の半径r1,r2により構成されていて、該各シール摺接面11d,11eと当該各シール面15g,15hとの間には、所定の微小なクリアランスが形成されるようになっている。一方、第1、第2シール部材20a,20bについては、いずれも例えば低摩擦特性を有するフッ素系樹脂材によってカムリング15の軸方向に沿って直線状に細長く形成され、各シール保持溝15iの底部にそれぞれ配設されたゴム製の弾性部材の弾性力をもって前記各シール摺接面11d,11eに押し付けられることによって、当該各シール摺接面11d,11eと前記各シール面15g,15hとの間が液密に隔成されることとなる。
Here, the first and second seal surfaces 15g and 15h are configured with predetermined radii r1 and r2 slightly smaller than the radii R1 and R2 constituting the seal sliding
さらに、前記カムリング15の外周域には、ピボットピン19と第1、第2シール部材20a,20bとによって一対の第1、第2制御油室31,32が隔成されている。当該各制御油室31,32には、メインオイルギャラリOGから分岐形成された制御圧導入通路60を介してポンプ吐出圧に相当する機関内の油圧が導かれる構成となっている。具体的には、第1制御油室31には、前記制御圧導入通路60からさらに二股に分岐した一方の分岐通路である第1導入通路61を通じパイロット弁40を介してポンプ吐出圧が供給される一方、第2制御油室32には、他方の分岐通路である第2導入通路62を通じ所定の絞り63を経たポンプ吐出圧が供給されることとなる。なお、図1中のF1,F2は、ともに濾紙等によって構成されるオイルフィルタを示している。
Further, a pair of first and second
そして、これらの各油圧がそれぞれ第1、第2制御油室31,32に面するカムリング15の外周面によって構成される受圧面15j,15kに作用することで、カムリング15に対して揺動力(移動量)が付与されることとなる。ここで、前記受圧面15j,15kについては、第2受圧面15kと比較して第1受圧面15jの方が大きくなるように設定されていて、双方に同じ油圧が作用した場合には、全体としてその偏心量を減少させる方向(図1中の反時計方向)へカムリング15を付勢可能な構成となっている。換言すれば、前記両制御油室31,32は、相反する方向へと作用する内圧をもって前記各受圧面15j,15kを介して同心方向へ当該カムリング15を付勢することにより、当該カムリング15の同心方向の移動量制御に供される。
These hydraulic pressures act on the
こうした構成から、前記オイルポンプ10では、第1スプリング33のばね荷重に基づく偏心方向の付勢力と、第2スプリング34のばね荷重と制御油室30の内圧とに基づく同心方向の付勢力と、が所定の力関係をもってバランスするように構成されていて、第1スプリング33のセット荷重W1と第2スプリング34のセット荷重W2との差分となる両スプリング33,34のセット荷重の合力W0(=W1−W2)に対し両制御油室31,32の内圧に基づく付勢力が小さいときには、カムリング15は図1に示すような最大偏心状態となる一方、吐出圧の上昇に伴って両制御油室31,32の内圧に基づく付勢力が両スプリング33,34のセット荷重の合力W0を上回ったときには、その吐出圧に応じてカムリング15が同心方向へ移動することとなる。
From such a configuration, in the oil pump 10, the biasing force in the eccentric direction based on the spring load of the
なお、前記両スプリング33,34のばね荷重Wとカムリング15の揺動角(移動量)Xとの関係について具体的に説明すれば、図4に示すように、カムリング15が最大偏心状態となる位置X1において前記両制御油室31,32の内圧に基づく付勢力が後述する第1切替油圧Pfに基づく付勢力に相当する前記両スプリング33,34のセット荷重W1,W2の合力W0に達すると、第1スプリング33は収縮する一方、第2スプリング35は伸長し始め、当該カムリング15が同心方向へと移動する。やがて、吐出圧の増大に伴って前記両制御油室31,32の内圧に基づく付勢力が増大し、第2スプリング34が規制部30に当接すると、第2スプリング35による助勢作用がなくなって、前記カムリング15の同心方向の移動が停止する(同図中の位置X2)。そして、さらに吐出圧が増大し、前記両制御油室31,32の内圧に基づく付勢力が後述する第2切替油圧Psに基づく付勢力に相当する第1スプリング33のばね荷重Wxに達すると、第1スプリング33はさらに収縮を開始し、カムリング15がさらに同心方向へ移動することとなる(同図中の位置X3)。
If the relationship between the spring load W of the
前記パイロット弁40は、特に図1に示すように、例えばカバー部材12と一体に設けられ(具体的な配置は問わない)、一端側が段差縮径状に、他端側が段差拡径状に開口形成される筒状のバルブボディ41と、該バルブボディ41の他端側開口部を閉塞するプラグ42と、前記バルブボディ41の内周側にて軸方向へ摺動自在に収容され、当該バルブボディ41の内周面と摺接する1対の大径部である第1、第2ランド部43a,43bをもって第2制御油室32への油圧の給排制御に供するスプール43と、前記バルブボディ41の他端側内周においてプラグ42とスプール43の間に所定のセット荷重Wkをもって弾装され、スプール43をバルブボディ41の一端側へと常時付勢するバルブスプリング44と、から主として構成されている。
As shown in FIG. 1 in particular, the pilot valve 40 is provided integrally with the
前記バルブボディ41には、軸方向両端部を除く範囲に、スプール43の外径(前記各ランド部43a,43bの外径)とほぼ同じ内径によって構成される寸胴のバルブ収容部41aが穿設されていて、当該バルブ収容部41a内にスプール43が収容配置される。そして、前記小径状の一端部には、第2導入通路72と接続される導入ポート50が開口形成される一方、前記大径状の他端部には、その内周部に有する雌ねじ部を介してプラグ42が螺着されている。
The
また、前記バルブ収容部41aの周壁には、導入ポート50ないし後述する第1ドレンポート53と接続する第1制御ポート51と、第2制御油室32と後述の第1ドレンポート53との連通ないし制限状態の切替に供する第2制御ポート52と、一端側が吸入側ないし前記図示外のオイルパンといった低圧部に、他端側が前記各制御ポート51,52に接続され、前記各制御油室31,32内のオイルの排出に供する第1ドレンポート53と、一端側が前記低圧部に、他端側が後述する背圧室57に接続され、当該背圧室57内のオイルの排出に供する第2ドレンポート54と、が開口形成されている。
Further, on the peripheral wall of the
前記スプール43は、その軸方向両端部に、前記大径状の第1、第2ランド部43a,43bが設けられると共に、これら両ランド部43a,43bの間に、小径部である軸部43cが設けられている。そして、このスプール43がバルブ収容部41a内に収容されることによって、当該バルブ収容部41a内には、第1ランド部43aの軸方向外側においてバルブボディ41の一端との間に設けられ、第1導入通路61を通じ導入ポート51から吐出圧が導かれる圧力室55と、前記両ランド部43a,43b間に設けられ、スプール43の軸方向位置によって第1制御ポート52又は第2制御ポート52と第1ドレンポート53とを中継する中継室56と、第2ランド部43bの軸方向外側にてプラグ42との間に設けられ、第2ランド部43bの外周側(微小隙間)を通じて中継室56より漏出したオイルの排出に供する背圧室57と、がそれぞれ隔成されることとなる。
The
このような構成から、前記パイロット弁40は、導入ポート51より圧力室56に導かれる吐出圧が所定圧(後述する第1切替油圧Pf)以下の状態では、図1に示すように、前記セット荷重Wkに基づくバルブスプリング44の付勢力により、スプール43の第1ランド部43aがバルブ収容部41aの一端壁へと当接した第1の状態となる。すなわち、この第1の状態では、第1ランド部43aにより導入ポート50の連通が遮断され、かつ、第1制御ポート51と第1ドレンポート53とが中継室56を介して接続される一方、第2ランド部43bにより第2制御ポート52の連通が遮断される結果(以下、スプール43がバルブ収容部41aの一端壁に当接した状態を含め、当該両制御ポート51,52の所定の接続状態を生じさせるスプール43の軸方向位置を「第1領域」という。)、第1制御油室31内のオイルは排出され、第2導入通路62を介して第2制御油室32のみに吐出圧が供給されることとなる。なお、前記パイロット弁40における「遮断」とは、一切の流通が遮断される意ではなく、前記各ランド部43a,43bの外周側に形成される微小隙間等を通じた微量の流通は生じるも、形式的に流通が制限されるものも含む意である(以下同じ)。
With such a configuration, the pilot valve 40 is configured so that the discharge pressure guided from the
そして、前記圧力室56へと導かれる吐出圧が前記所定圧を超えると、前記第1の状態からスプール43がバルブスプリング44の付勢力に抗してプラグ42側へ移動した第2の状態となる(図8参照)。より詳細には、吐出圧が前記所定圧である第1切替油圧Pfより高く後述する第2切替油圧Ps以下の状態では、スプール43は中間領域である第2領域に位置することとなり(図6、図7参照)、第1ランド部43aにより導入ポート50と第1制御ポート51とが圧力室55を介して接続され、かつ、第1制御ポート51と第1ドレンポート53の連通が遮断される一方、前記第2ランド部43bによる第2制御ポート52の遮断状態が維持される結果、第1導入通路61よりパイロット弁40を介して第1制御油室31に吐出圧が供給されると共に、第2導入通路62を通じて第2制御油室32にも吐出圧が供給されることとなる。そして、吐出圧が前記第2切替油圧Psを超えると、スプール43がプラグ42に近接する第3領域に位置する前記第2の状態となって(図8参照)、前記第1ランド部43aによる導入ポート50と第1制御ポート51の連通状態が維持される一方、第2ランド部43bによって第2制御ポート52と第1ドレンポート53とが中継室56を介して接続されることとなる結果、第2制御油室32内のオイルは排出され、第1制御油室31のみに吐出圧が供給されることとなる。
When the discharge pressure guided to the
以下に、本実施形態に係るオイルポンプ10の特徴的な作用について、図1、図5〜図8に基づいて説明する。 Below, the characteristic effect | action of the oil pump 10 which concerns on this embodiment is demonstrated based on FIG. 1, FIG. 5-FIG.
まず、前記オイルポンプ10の作用説明に入る前に、当該オイルポンプ10の吐出圧制御の基準となる内燃機関の必要油圧について、図5に基づいて説明すれば、図中のP1は、例えば燃費向上等に供するバルブタイミング制御装置を採用した場合の当該装置の要求油圧に相当する第1機関要求油圧を、図中のP2は、ピストンの冷却に供するオイルジェットを採用する場合の当該装置の要求油圧に相当する第2機関要求油圧を、図中のP3は、機関高回転時の前記クランクシャフトの軸受部潤滑に要する第3機関要求油圧を、それぞれ示し、これら点P1〜P3を一点鎖線により繋いだものが、内燃機関の機関回転数Rに応じた理想的な必要油圧(吐出圧)Pを表している。なお、同図中における実線は本願発明に係る前記オイルポンプ10の油圧特性を、破線は前記従来のポンプの油圧特性を、それぞれ表したものである。 First, before entering the description of the operation of the oil pump 10, the required oil pressure of the internal combustion engine that is a reference for the discharge pressure control of the oil pump 10 will be described with reference to FIG. P2 in the figure is the first engine required oil pressure corresponding to the required oil pressure of the device when the valve timing control device used for improvement is adopted, and P2 in the figure is the request of the device when the oil jet used for cooling the piston is used The second engine required oil pressure corresponding to the oil pressure, P3 in the figure indicates the third engine required oil pressure required for lubrication of the bearing portion of the crankshaft at the time of high engine rotation, and these points P1 to P3 are indicated by alternate long and short dashed lines. What is connected represents an ideal required oil pressure (discharge pressure) P corresponding to the engine speed R of the internal combustion engine. In the figure, the solid line represents the hydraulic characteristic of the oil pump 10 according to the present invention, and the broken line represents the hydraulic characteristic of the conventional pump.
また、同図中におけるPfは、スプール43がバルブスプリング44の付勢力Wkに抗して第1領域から第2領域へ移動を開始する第1切替油圧を、Psは、スプール43がバルブスプリング44の付勢力Wに抗して第2領域から第3領域へとさらに移動を開始する第2切替油圧を、それぞれ示している。さらに、前記オイルポンプ10では、カムリング15の作動油圧について、図1に示すような第1、第2スプリング33,34による両付勢力W1,W2が作用している状態におけるカムリング15の作動油圧(第1作動油圧)は前記第1切替油圧Pfより小さく、また、図8に示すような第1スプリング33による付勢力W1のみが作用している状態におけるカムリング15の作動油圧(第2作動油圧)は前記第2切替油圧Psより大きくなるように、前記両スプリング33,34のばね荷重及び前記両制御油室31,32の受圧面15j,15kの面積が設定されている。
Further, Pf in the figure is the first switching hydraulic pressure at which the
このような設定から、前記オイルポンプ10の場合、機関始動から低回転域までの回転域に相当する図5中の区間aにおいては、吐出圧(機関内油圧)Pが第1切替油圧Pfよりも小さいことから、図1に示すように、パイロット弁40が第1の状態、すなわちスプール43が第1領域に位置することとなり、第1ランド部43aにより導入ポート50の連通が遮断され、かつ、第1制御ポート51と第1ドレンポート53とが中継室56を介して接続される一方、第2ランド部43bにより第2制御ポート52の連通が遮断された状態となる。この結果、第1制御油室31内のオイルは前記低圧部へと排出され、第2導入通路62を介して第2制御油室32のみに吐出圧Pが供給されることとなり、第2制御油室32の内圧に基づく付勢力と、前記両スプリング33,34の合力W0、すなわち相対的に大きな第1スプリング33のばね荷重に基づく付勢力とにより、カムリング15が、アーム部15bが規制部28に当接した最大偏心状態で保持される。これにより、ポンプの吐出量は最大となり、吐出圧Pも機関回転数Rの上昇に伴ってほぼ比例するかたちで増大する特性となる。
From such a setting, in the case of the oil pump 10, the discharge pressure (in-engine hydraulic pressure) P is greater than the first switching hydraulic pressure Pf in the section a in FIG. Therefore, as shown in FIG. 1, the pilot valve 40 is in the first state, that is, the
その後、機関回転数Rが上昇して吐出圧Pが第1切替油圧Pfへと達すると(図5参照)、図6に示すように、パイロット弁40において、スプール43がバルブスプリングの付勢力Wkに抗してプラグ42側へと移動して、第1領域から第2領域へと切り替わる。これにより、第1ランド部43aによって導入ポート50と第1制御ポート51とが圧力室55を介して接続され、かつ、第1制御ポート51と第1ドレンポート53の連通が遮断される一方、前記第2ランド部43bによる第2制御ポート52の遮断状態が維持される結果、第1導入通路61より第1制御油室31に吐出圧が供給されるようになると共に、引き続き第2制御油室32にも第2導入通路62より吐出圧が供給されることとなる。その結果、第1制御油室31の内圧に基づく付勢力と第2スプリング34の付勢力W2との合力が第1スプリング33の付勢力W1と第2制御油室32の内圧に基づく付勢力との合力に打ち勝って、カムリング15が同心方向へと移動を開始することとなる。
Thereafter, when the engine speed R increases and the discharge pressure P reaches the first switching oil pressure Pf (see FIG. 5), as shown in FIG. 6, in the pilot valve 40, the
すると、このカムリング15の同心方向の移動に伴う偏心量の減少によって吐出圧Pが低下し、該吐出圧Pに基づく付勢力がバルブスプリング44による付勢力Wkを下回ることとなる結果、該バルブスプリング44の付勢力Wkをもってスプール43が第2領域から第1領域へ押し戻される。すなわち、この押し戻されたスプール43の第1ランド部43aによって第1制御ポート53の接続が切り替えられ、該第1制御ポート53は再び中継室55を介して第1ドレンポート53へと接続される。この結果、第1制御油室31内のオイルが排出されて当該第1制御油室31の内圧が低下することとなり、この第1制御油室31の内圧に基づく付勢力と第2スプリング34の付勢力W2との合力が前記偏心増大方向へと作用する第1付勢力を下回ることから、カムリング15が再び図1に示すような最大偏心状態となる。そして、この最大偏心状態に基づいて吐出圧Pが再び上昇し、該吐出圧Pに基づく付勢力がバルブスプリング44の付勢力Wkに打ち勝つことになると、このバルブスプリング44の付勢力Wkに抗してスプール43がプラグ42側へと再び移動し第1領域から第2領域へと切り替わる結果、前述のように、カムリング15が再び同心方向へと移動することとなる。
Then, the discharge pressure P decreases due to a decrease in the amount of eccentricity accompanying the concentric movement of the
このように、前記オイルポンプ10は、パイロット弁40においてスプール43により第1制御ポート51の接続が第1ドレンポート53との連通状態又は導入ポート50との連通状態と連続的に交互に切り替わることで、吐出圧Pが第1切替油圧Pfに維持されるよう調整されることとなる。そして、かかる調圧は、パイロット弁40における前述した第1制御ポート51の切替により行われることから、第1、第2スプリング33,34のばね定数による影響を受けることがない。しかも、この調圧は、前述した第1制御ポート51の切替に係るスプール43の極狭いストロークの範囲で行われるため、バルブスプリング44のばね定数による影響を受けるおそれもない。この結果、前記オイルポンプ10の吐出圧Pは、図5中において破線で示した従来のポンプのように機関回転数Rの上昇に伴い比例的に増大するのではなく、ほぼフラットな特性となり、前記理想的な必要油圧(図5中の一点鎖線)に極力近づけることが可能となる(図5中の区間b)。これにより、本実施形態に係るオイルポンプ10では、機関回転数Rの上昇に伴い第1スプリング33のばね定数分だけ吐出圧Pの増大を余儀なくされていた前記従来のオイルポンプに対して、当該吐出圧Pを無駄に増加させてしまうことにより生ずる動力損失(図5中にハッチングで示した範囲S1)を削減することが可能となる。また、パイロット弁40の作動により各制御油室31,32に油圧を導入してカムリング15を制御するので、油温変化やエアレーション等による内圧変動の影響を受けることもなく、吐出圧Pの制御が可能となる。
As described above, in the oil pump 10, the connection of the
やがて、前記パイロット弁40が第2領域にある状態で機関回転数Rの上昇に伴って吐出圧Pが増大して第1制御ポート51と圧力室55とが十分に連通することになると、第1制御油室31の内圧が上昇し、カムリング15が同心方向へ移動した際に第2スプリング34の先端が規制部28へと当接することとなる(図7参照)。すなわち、当該第2スプリング34による助勢作用がなくなって、カムリング15の同心方向の移動が停止することとなる。この結果、吐出圧Pは、機関回転数Rの上昇に伴って、再び当該機関回転数Rにほぼ比例するかたちで増大することとなる(図5中の区間c)。なお、当該区間cでは、前記区間aのときと比べてカムリング15の偏心量が小さくなっているため、吐出圧Pの増加量は前記区間aのときよりも小さいものとなる。
Eventually, when the pilot valve 40 is in the second region, the discharge pressure P increases as the engine speed R increases, and the
そして、このような特性に従って機関回転数Rが上昇することにより吐出圧Pがさらに増大すると、吐出圧Pが第2切替油圧Psに達したところで、当該パイロット弁40において、図8に示すように、スプール43がプラグ42側へとさらに移動して、第2領域から第3領域へと切り替わる。これによって、第1制御ポート51については導入ポート51との連通状態が維持される一方、第2制御ポート52については中継室55を介して第1ドレンポート53に接続されることとなって、第1制御油室31には吐出圧Pが導入され、第2制御油室32からはオイルが排出されることとなる。ここで、第2制御油室32は絞り63を介して制御圧導入通路60と連通する構成となっていることから、前記第2制御ポート52と第1ドレンポート53との連通よりオイルの排出が生じると、絞り63において圧力損失が発生し、第2制御油室32へと導入される油圧が低下することとなる。その結果、第1制御油室31の内圧に基づく付勢力が第1スプリング33の付勢力W1と第2制御油室32の内圧に基づく付勢力との合力を上回ることとなって、カムリング15が同心方向へとさらに移動を開始することとなる。
Then, when the discharge pressure P further increases due to the increase in the engine speed R according to such characteristics, when the discharge pressure P reaches the second switching hydraulic pressure Ps, the pilot valve 40 at the pilot valve 40 as shown in FIG. Then, the
すると、このカムリング15の同心方向の移動に伴う偏心量の減少によって吐出圧Pが低下し、該吐出圧Pに基づく付勢力がバルブスプリング44による付勢力Wkを下回ることとなる結果、該バルブスプリング44の付勢力Wkをもってスプール43が第3領域から第2領域へ押し戻される。すなわち、この押し戻されたスプール43の第2ランド部43bによって第2制御ポート52の接続が切り替えられ、該第2制御ポート52は再び遮断される。この結果、第2制御油室32への吐出圧Pの導入により当該第2制御油室32の内圧が再び上昇する結果、前記第1制御油室31の内圧に基づく付勢力が前記偏心増大方向に作用する第2付勢力を下回ることとなり、カムリング15が再び図7に示すような中間の偏心状態となる。そして、この中間偏心量の増大に基づいて吐出圧Pが再び上昇し、該吐出圧Pに基づく付勢力がバルブスプリング44の付勢力Wkに打ち勝つことになると、該バルブスプリング44の付勢力Wkに抗してスプール43が再びプラグ42側へと移動し第2領域から第3領域へと切り替わる結果、前述のように、カムリング15が同心方向へと再び移動することとなる(図5中の区間d)。
Then, the discharge pressure P decreases due to a decrease in the amount of eccentricity accompanying the concentric movement of the
このように、前記オイルポンプ10は、パイロット弁40においてスプール43によって第2制御ポート52の接続が第1ドレンポート53との連通状態又は遮断状態と連続的かつ交互に切り替わることで、吐出圧Pが第2切替油圧Psに維持されるように調整されることとなる。そして、かかる調圧は、パイロット弁40における前述した第2制御ポート52の切替により行われるため、第1、第2スプリング33,34のばね定数による影響を受けることがなく、また、当該調圧は、前述した第2制御ポート52の切替に係るスプール43の極狭いストロークの範囲内で行われるため、バルブスプリング44のばね定数による影響を受けるおそれもない。この結果、前記区間bの場合と同様、前記オイルポンプ10の吐出圧Pは、従来のポンプ(図5中の破線)のように機関回転数Rの上昇に伴って比例的に増大するのではなく、ほぼフラットな特性となり、前記理想的な必要油圧に極力近づけることが可能となることから、機関回転数Rの上昇に伴って第1スプリング33のばね定数分だけ吐出圧Pの増大を余儀なくされていた前記従来のオイルポンプに対し、当該吐出圧Pを無駄に増加させてしまうことによって生ずる動力損失(図5中にハッチングで示した範囲S2)を削減することが可能となる。また、パイロット弁40の作動に基づいて各制御油室31,32に油圧を導入してカムリング15を制御するので、油温変化やエアレーション等による内圧変動の影響を受けることもなく、吐出圧Pの制御が可能となる。
As described above, the oil pump 10 is configured such that the connection of the second control port 52 is continuously and alternately switched from the communication state or the cutoff state with the
以上のことから、前記オイルポンプ10では、それぞれ所望の吐出圧(第1切替油圧Pf及び第2切替油圧Ps)に維持することが要請される機関回転数領域(図5中の区間b及び区間d)において、吐出圧Pを当該所望の吐出圧に維持することができる。 From the above, in the oil pump 10, the engine speed range (section b and section in FIG. 5) required to be maintained at desired discharge pressures (first switching hydraulic pressure Pf and second switching hydraulic pressure Ps), respectively. In d), the discharge pressure P can be maintained at the desired discharge pressure.
しかも、この調圧はパイロット弁40によって行われるため、従来のように第1、第2スプリング33,34のばね定数の影響を受けることがない。さらに、パイロット弁40においても当該調圧はスプール43の極狭いストロークの範囲内でもって行われることから、バルブスプリング44のばね定数の影響を受けることもない。換言すれば、バルブスプリング44を含め、前記両スプリング33,34(特に第1スプリング33)のばね定数の影響により吐出圧Pを無駄に増加させてしまう不都合を招来することもなく、前記所望の吐出圧に維持することができる。
Moreover, since this pressure regulation is performed by the pilot valve 40, it is not affected by the spring constants of the first and
加えて、前記オイルポンプ10では、前記調圧に際し、スプール43が第1領域にあるときには、第1制御油室31(第1制御ポート51)を第1ドレンポート53と連通させ当該制御油室31内のオイルを排出させることとして、第2制御油室32のみに吐出圧Pを導入する構成としたことから、双方の制御油室31,32内に油圧が供給され作用することによるカムリング15のばたつき等の不安定な作動が抑制され、当該カムリング15の安定した保持が可能となる。その結果、前記区間aにおける吐出圧制御の安定化を図ることにも供される。
In addition, in the oil pump 10, when the
図9〜図12は本発明に係る可変容量形ポンプの第2実施形態を示し、前記第1実施形態に係る第2制御油室32への油圧(吐出圧)の供給態様を変更したものであって、前記第1実施形態のように第2導入通路62といった個別の油通路を通じて第2制御油室32に直接油圧を供給するのではなく、第1制御油室31と同様、パイロット弁40を介して第2制御油室32に油圧を供給する構成となっている。
9 to 12 show a second embodiment of the variable displacement pump according to the present invention, in which the supply mode of hydraulic pressure (discharge pressure) to the second
すなわち、本実施形態では、前記パイロット弁40の第1、第2制御ポート51,52がそれぞれ第1、第2給排通路65,66を介して第1、第2制御油室31,32に接続されると共に、前記両給排ポート65,66が絞り68を有する接続通路67を介して相互に連通する構成となっている。なお、接続通路67自体は、オイルポンプ10の内外のいずれに設けることも可能であるが、当該ポンプ内部に設ける場合には、例えばポンプボディ11とカバー部材12との接合面に溝状に設けたりすることで、ポンプの大型化を回避することができる。
That is, in the present embodiment, the first and
以下、本実施形態に係るオイルポンプ10の特徴的な作用について、図5、図9〜図12に基づいて説明する。 Hereinafter, the characteristic operation of the oil pump 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 9 to 12.
機関始動後、図5中の区間aにおいては、吐出圧Pが第1切替油圧Pfよりも小さいことから、図9に示すように、パイロット弁40は第1の状態、すなわちスプール43が第1領域に位置し、第1ランド部43aにより導入ポート50の連通が遮断され、かつ、第1制御ポート51と第1ドレンポート53とが中継室56を介して接続されると共に、第2ランド部43bにより第2制御ポート52の連通が遮断された状態となる。これによって、第1制御油室31のオイルは前記低圧部へと排出され、第1、第2制御油室31,32のいずれにも油圧が供給されないこととなる結果、カムリング15には第1、第2スプリング33,34の合力W0、すなわち相対的に大きな第1スプリング33のばね荷重に基づく付勢力のみが作用することとなる。したがって、カムリング15が最大偏心状態で保持され、ポンプの吐出量は最大となって、吐出圧Pも機関回転数Rの上昇に伴ってほぼ比例するかたちで増大する特性となる。
Since the discharge pressure P is smaller than the first switching oil pressure Pf in the section a in FIG. 5 after the engine is started, the pilot valve 40 is in the first state, that is, the
その後、機関回転数Rが上昇して吐出圧Pが第1切替油圧Pfへと達すると、図10に示すように、パイロット弁40において、スプール43がバルブスプリングの付勢力Wkに抗してプラグ42側へと移動し、第1領域から第2領域へと切り替わる。これにより、第1ランド部43aによって導入ポート50と第1制御ポート51とが圧力室55を介して接続され、かつ、第1制御ポート51と第1ドレンポート53の連通が遮断される一方、前記第2ランド部43bによる第2制御ポート52の遮断状態が維持される結果、導入ポート50より導入される油圧が第1給排通路65を通じて第1制御油室31に供給されると共に、接続通路67及び第2給排通路66を通じて第2制御油室32にも供給されることとなる。このとき、前述のように第2制御ポート52は遮断され、第2制御油室32からのオイルの排出は生じないことから、前記絞り68では圧力損失が発生せず、第2制御油室32の内圧は第1制御油室31の同じ内圧となる。その結果、第1制御油室31の内圧に基づく付勢力と第2スプリング34の付勢力W2との合力が第1スプリング33の付勢力W1と第2制御油室32の内圧に基づく付勢力との合力に打ち勝って、カムリング15が同心方向へと移動を開始することとなる。
Thereafter, when the engine speed R increases and the discharge pressure P reaches the first switching oil pressure Pf, the
すると、スプール43が第1領域と第2領域とを行き来することで第1制御ポート51の接続が第1ドレンポート53との連通状態又は導入ポート50との連通状態と連続的かつ交互に切り替わるといった前記第1実施形態と同様の作用に基づき、吐出圧Pが第1切替油圧Pfに維持されるように調整される。これによって、吐出圧Pが図5中において破線で示した従来のポンプのように機関回転数Rの上昇に伴って比例的に増大するのではなくほぼフラットな特性となって、当該吐出圧Pを前記理想的な必要油圧(図5中の一点鎖線)に極力近づけることが可能となる(図5中の区間b)。
Then, the
やがて、前記パイロット弁40が第2領域にある状態で機関回転数Rの上昇に伴って吐出圧Pが増大して第1制御ポート51と圧力室55とが十分に連通することになると、図11に示すように、カムリング15の同心方向への移動に伴い第2スプリング34の先端が規制部28に当接する。これにより、当該第2スプリング34による助勢作用がなくなって、当該カムリング15の同心方向の移動が停止することとなる。その結果、吐出圧Pは、機関回転数Rの上昇に伴い、前記第1実施形態と同様、区間aよりも小さな増加量でもって再び当該機関回転数Rにほぼ比例するかたちで増大することとなる(図5中の区間c)。
Eventually, when the pilot valve 40 is in the second region, the discharge pressure P increases as the engine speed R increases, and the
そして、このような特性に従って機関回転数Rが上昇することにより吐出圧Pがさらに増大すると、吐出圧Pが第2切替油圧Psに達したところで、当該パイロット弁40において、図12に示すように、スプール43がプラグ42側へとさらに移動して、第2領域から第3領域へと切り替わる。これによって、第1制御ポート51については導入ポート51との連通状態が維持される一方、第2制御ポート52については中継室55を介して第1ドレンポート53に接続されることとなって、第1制御油室31には吐出圧Pが導入され、第2制御油室32からはオイルが排出されることとなる。その結果、前記絞り68にて圧力損失が発生し、第2制御油室32に導入される油圧が低下することから、第1制御油室31の内圧に基づく付勢力が第1スプリング33の付勢力W1と第2制御油室32の内圧に基づく付勢力との合力を上回り、カムリング15が同心方向へとさらに移動を開始することとなる。
Then, when the engine speed R increases according to such characteristics and the discharge pressure P further increases, when the discharge pressure P reaches the second switching oil pressure Ps, the pilot valve 40 has the pilot valve 40 as shown in FIG. Then, the
すると、スプール43が第2領域と第3領域とを行き来することで第2制御ポート52の接続が第1ドレンポート53との連通状態又は遮断状態と連続的かつ交互に切り替わるといった前記第1実施形態と同様の作用に基づき、吐出圧Pが第1切替油圧Psに維持されるように調整される。これによって、吐出圧Pが図5中において破線で示した従来のポンプのように機関回転数Rの上昇に伴って比例的に増大するのではなくほぼフラットな特性となって、当該吐出圧Pを前記理想的な必要油圧(図5中の一点鎖線)に極力近づけることが可能となる(図5中の区間d)。
Then, the
以上のように、本実施形態においても、前記第1実施形態と同様の作用効果が奏せられる結果、所望の吐出圧に維持することが要請される機関回転数領域において、吐出圧Pを当該所望の吐出圧に維持することができる。 As described above, also in the present embodiment, as a result of the same operational effects as in the first embodiment, the discharge pressure P is set in the engine speed range in which it is required to maintain a desired discharge pressure. The desired discharge pressure can be maintained.
本発明は前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記機関要求油圧P1〜P3や前記第1、第2切替油圧Pf,Psについては、オイルポンプ10が搭載される車両の内燃機関やバルブタイミング制御装置等の仕様に応じて自由に変更することができる。 The present invention is not limited to the configuration of each of the above-described embodiments. For example, with respect to the engine required oil pressures P1 to P3 and the first and second switching oil pressures Pf and Ps, the internal combustion of the vehicle on which the oil pump 10 is mounted. It can be freely changed according to the specifications of the engine and the valve timing control device.
また、前記各実施形態においては、前記第1ランド部43aによる第1制御ポート51と導入ポート50ないし第1ドレンポート53との接続の切替を同時期に行うこととしているが、その具体的態様については、次のような種々の構成を採りうる。
Further, in each of the above embodiments, the connection between the
例えば寸法設定については、図13(a)に示すように第1ランド部43aの軸方向幅L1と第1制御ポート51の開口幅L0とをほぼ同等に設定する、同図(b)に示すように第1ランド部43aの軸方向幅L1を第1制御ポート51の開口幅L0よりも僅かに大きく設定する、或いは同図(c)に示すように第1ランド部43aの軸方向幅L1よりも第1制御ポート51の開口幅L0よりも若干大きく設定する、といった任意の寸法設定を採りうる。このように、第1ランド部43aの軸方向幅L1と第1制御ポート51の開口幅L0を相対的に変更することで、スプール43のストロークに応じた第1制御油室31等への油圧の供給量を任意に制御することが可能となる。また、かかる寸法設定を維持しながら、第1ランド部43aの両端側にテーパ状の面取り部43d,43dを形成してもよい(図14参照)。
For example, with respect to the dimension setting, as shown in FIG. 13A, the axial width L1 of the
また、前記各実施形態では、可変容量形ベーンポンプを例に説明したため、本発明に係る可変部材としてカムリング15が該当し、この揺動自在に設けたカムリング15並びにその外周側に配置した両制御油室31,32及びコイルスプリング33により可変機構を構成しているが、その他の形式の可変容量形ポンプ、例えばトロコイド型ポンプに本発明を適用する場合には、外接歯車を構成するアウターロータが前記可動部材に該当する。そして、かかるアウターロータを前記カムリング15と同様に偏心移動自在に配置すると共にその外周側に前記制御油室やスプリングを配置することによって、前記可変機構が構成されることとなる。
In each of the above-described embodiments, the variable displacement vane pump has been described as an example. Therefore, the
さらに、前記各実施形態では、前記カムリング15を揺動させることにより吐出量を可変にする形態を例に説明しているが、当該吐出量を可変にする手段としては、上記揺動に係る手段のみならず、例えばカムリング15を径方向へ直線的に移動させることによって行うこととしてもよい。換言すれば、吐出量を変更し得る構成(前記ポンプ室PRの容積変化量を変更し得る構成)であれば、カムリング15の移動の態様は問わない。
Further, in each of the above embodiments, the mode in which the discharge amount is made variable by swinging the
以下に、前記各実施形態から把握される特許請求の範囲に記載した発明以外の技術的思想について説明する。 In the following, technical ideas other than the invention described in the scope of claims understood from the respective embodiments will be described.
(a)請求項1に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記スプールは、軸方向両端に前記バルブボディと摺動する大径のランド部を有すると共に、該両ランド部間に小径部を有し、該小径部によって前記第1制御ポート又は前記第2制御ポートと前記ドレンポートとを連通し、前記ランド部によって前記第2制御ポートと前記ドレンポートとの連通を制限することを特徴とする可変容量形ポンプ。
(A) In the variable displacement pump according to
The spool has a large-diameter land portion that slides with the valve body at both axial ends, and a small-diameter portion between the land portions, and the first control port or the second control is controlled by the small-diameter portion. A variable displacement pump characterized in that a port communicates with the drain port, and the land portion restricts communication between the second control port and the drain port.
(b)請求項1に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記導入ポートは、前記バルブボディの軸方向端面に設けられていることを特徴とする可変容量形ポンプ。
(B) In the variable displacement pump according to
The variable displacement pump according to
(c)請求項1に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記付勢機構を構成する付勢部材のうち、一方の付勢部材は前記カムリングに対し前記偏心量が増大する方向に付勢力を作用させ、他方の付勢部材は前記カムリングに対し前記偏心量が減少する方向に付勢力を作用させることを特徴とする可変容量形ポンプ。
(C) In the variable displacement pump according to
Of the urging members constituting the urging mechanism, one urging member applies an urging force to the cam ring in a direction in which the eccentric amount increases, and the other urging member has the eccentric amount against the cam ring. A variable displacement pump characterized by applying an urging force in a direction in which the pressure decreases.
(d)請求項1に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記第1制御油室及び第2制御油室は、前記カムリングの外周側に設けられていることを特徴とする可変容量形ポンプ。
(D) In the variable displacement pump according to
The variable displacement pump according to
(e)請求項1に記載の可変容量形ポンプにおいて、
吐出される作動油は、内燃機関の潤滑に用いられることを特徴とする可変容量形ポンプ。
(E) The variable displacement pump according to
The variable displacement pump characterized in that the discharged hydraulic oil is used for lubricating an internal combustion engine.
(f)前記(e)に記載の可変容量形ポンプにおいて、
前記吐出される作動油は、可変動弁装置の駆動源及び内燃機関のピストンに作動油を供給するオイルジェットにも用いられることを特徴とする可変容量形ポンプ。
(F) In the variable displacement pump described in (e) above,
The discharged hydraulic oil is also used in an oil jet that supplies hydraulic oil to a drive source of a variable valve operating device and a piston of an internal combustion engine.
10…オイルポンプ
11…ポンプボディ(側壁)
12…カバー部材(側壁)
15…カムリング
16…ロータ
17…ベーン
21a,21c…吸入ポート(吸入部)
22a,22c…吐出ポート(吐出部)
31…第1制御油室
32…第2制御油室
33…第1スプリング(付勢部材)
34…第2スプリング(付勢部材)
40…パイロット弁(制御機構)
41…バルブボディ
43…スプール
44…バルブスプリング(制御ばね)
51…第1制御ポート
52…第2制御ポート
53…第1ドレンポート(ドレンポート)
PR…ポンプ室(作動油室)
10 ...
12 ... Cover member (side wall)
15 ...
22a, 22c ... discharge port (discharge section)
31 ... 1st control
34 ... Second spring (biasing member)
40 ... Pilot valve (control mechanism)
41 ...
51 ... 1st control port 52 ...
PR ... Pump room (hydraulic oil room)
Claims (3)
前記ロータの外周側に出没自在に設けられた複数のベーンと、
前記ロータと前記複数のベーンとをその内周側に収容することで複数の作動油室を隔成すると共に、前記ロータの回転中心に対するその内周中心の偏心量が変化するように移動することで前記ロータの回転時における前記各作動油室の容積の増減量を変化させるカムリングと、
前記カムリングの軸方向両側に配置され、その少なくとも一方側に前記カムリングの偏心状態において容積が増大する作動油室に開口する吸入部と同偏心状態において容積が減少する作動油室に開口する吐出部とが設けられた側壁と、
それぞれセット荷重が付与された状態で配置される2つの付勢部材によって構成され、該2つの付勢部材によって発生する付勢力に基づいて前記偏心量が大きくなる方向へと前記カムリングを付勢し、前記偏心量が所定以下になると段階的に付勢力が大きくなるように構成された付勢機構と、
前記吐出部から吐出された作動油が導かれ、その内圧に基づいて前記カムリングに対し前記付勢機構の付勢力に抗して前記偏心量が減少する方向へと付勢力を作用させる第1制御油室と、
前記吐出部から吐出された作動油が絞りを介して導かれ、その内圧に基づき前記付勢機構と協働して前記カムリングに対し前記偏心量が増大する方向へと付勢力を作用させる第2制御油室と、
軸方向一端側に開口することによって前記吐出された作動油の導入に供する導入ポートと、前記第1制御油室と連通する第1制御ポートと、前記第2制御油室と連通する第2制御ポートと、低圧部に連通するドレンポートとを有するバルブボディと、該バルブボディの軸方向一端側に摺動自在に収容され、その軸方向位置に応じて前記各ポートの連通状態を切り替えるスプールと、前記バルブボディの軸方向他端側に収容配置され、前記付勢機構より小さな付勢力でもって前記スプールを軸方向一端側へ付勢する制御ばねとを有する制御機構と、を備え、
前記スプールが前記制御ばねによって付勢されて前記バルブボディの軸方向一端側へ最大に移動した初期位置では、前記導入ポートの流通が制限されると共に、前記第1制御ポートと前記ドレンポートが連通し、かつ、前記第2制御ポートとドレンポートの流通が制限される第1の状態となって、吐出圧が増大すると、前記導入ポートと前記第1制御ポートが連通すると共に、前記第1制御ポートと前記ドレンポートの流通が制限され、かつ、前記第2制御ポートと前記ドレンポートが連通する第2の状態となるように構成されていることを特徴とする可変容量形ポンプ。 A rotor that is driven to rotate;
A plurality of vanes provided on the outer peripheral side of the rotor so as to freely appear and disappear;
By accommodating the rotor and the plurality of vanes on the inner peripheral side thereof, a plurality of hydraulic oil chambers are separated, and the eccentric amount of the inner peripheral center with respect to the rotation center of the rotor is moved so as to change. And a cam ring for changing the amount of increase / decrease in the volume of each hydraulic oil chamber during rotation of the rotor,
Disposed on the axially opposite sides of the cam ring, on at least one side thereof, is a suction part that opens to a hydraulic oil chamber that increases in volume when the cam ring is eccentric, and a discharge part that opens to a hydraulic oil chamber whose volume decreases in the same eccentric state. And a side wall provided with,
Each of the urging members is arranged with a set load applied thereto, and the cam ring is urged in a direction in which the eccentric amount increases based on the urging force generated by the two urging members. An urging mechanism configured to increase the urging force in a stepwise manner when the eccentric amount becomes a predetermined value or less;
The first control that guides hydraulic oil discharged from the discharge portion and applies an urging force to the cam ring in a direction in which the eccentric amount decreases against the urging force of the urging mechanism on the cam ring. An oil chamber,
The hydraulic oil discharged from the discharge portion is guided through a throttle, and a second force is applied to the cam ring in a direction in which the eccentric amount increases in cooperation with the biasing mechanism based on the internal pressure. A control oil chamber;
A second control communicating with the second control oil chamber, a first control port communicating with the first control oil chamber, a first control port communicating with the first control oil chamber by opening to one end side in the axial direction A valve body having a port and a drain port communicating with the low-pressure portion, and a spool that is slidably accommodated at one axial end side of the valve body and switches a communication state of each port according to the axial position thereof A control mechanism having a control spring that is housed and disposed on the other axial end side of the valve body and biases the spool toward the one axial end side with a biasing force smaller than that of the biasing mechanism,
In the initial position where the spool is urged by the control spring and moved to the maximum axial end of the valve body, the flow of the introduction port is restricted, and the first control port and the drain port communicate with each other. In addition, when the discharge pressure increases in the first state in which the flow of the second control port and the drain port is restricted, the introduction port and the first control port communicate with each other and the first control A variable displacement pump characterized by being configured to be in a second state in which the flow of the port and the drain port is restricted and the second control port and the drain port communicate with each other.
前記ロータの外周側に出没自在に設けられた複数のベーンと、
前記ロータと前記複数のベーンとをその内周側に収容することで複数の作動油室を隔成すると共に、前記ロータの回転中心に対するその内周中心の偏心量が変化するように移動することで前記ロータの回転時における前記各作動油室の容積の増減量を変化させるカムリングと、
前記カムリングの軸方向両側に配置され、その少なくとも一方側に前記カムリングの偏心状態において容積が増大する作動油室に開口する吸入部と同偏心状態において容積が減少する作動油室に開口する吐出部とが設けられた側壁と、
それぞれセット荷重が付与された状態で配置される2つの付勢部材によって構成され、該2つの付勢部材によって発生する付勢力に基づいて前記偏心量が大きくなる方向へと前記カムリングを付勢し、前記偏心量が所定以下になると段階的に付勢力が大きくなるように構成された付勢機構と、
前記吐出部から吐出された作動油が導かれ、その内圧に基づいて前記カムリングに対し前記付勢機構の付勢力に抗して前記偏心量が減少する方向へと付勢力を作用させる第1制御油室と、
前記吐出部から吐出された作動油が絞りを介して導かれ、その内圧に基づき前記付勢機構と協働して前記カムリングに対し前記偏心量が増大する方向へと付勢力を作用させる第2制御油室と、
前記偏心量が最小となる前に作動するように構成され、吐出圧が所定圧以下のときには、前記吐出部から前記第1制御油室への流通が制限されると共に、前記第1制御油室内の作動油を低圧部へと排出する第1の状態となって、吐出圧が前記所定圧を超えると、前記吐出部と前記第1制御油室が連通すると共に、前記第1制御油室から低圧部への流通が制限され、かつ、前記第2制御油室内の作動油を低圧部へと排出する第2の状態となる制御機構と、
を備えたことを特徴とする可変容量形ポンプ。 A rotor that is driven to rotate;
A plurality of vanes provided on the outer peripheral side of the rotor so as to freely appear and disappear;
By accommodating the rotor and the plurality of vanes on the inner peripheral side thereof, a plurality of hydraulic oil chambers are separated, and the eccentric amount of the inner peripheral center with respect to the rotation center of the rotor is moved so as to change. And a cam ring for changing the amount of increase / decrease in the volume of each hydraulic oil chamber during rotation of the rotor,
Disposed on the axially opposite sides of the cam ring, on at least one side thereof, is a suction part that opens to a hydraulic oil chamber that increases in volume when the cam ring is eccentric, and a discharge part that opens to a hydraulic oil chamber whose volume decreases in the same eccentric state. And a side wall provided with,
Each of the urging members is arranged with a set load applied thereto, and the cam ring is urged in a direction in which the eccentric amount increases based on the urging force generated by the two urging members. An urging mechanism configured to increase the urging force in a stepwise manner when the eccentric amount becomes a predetermined value or less;
The first control that guides hydraulic oil discharged from the discharge portion and applies an urging force to the cam ring in a direction in which the eccentric amount decreases against the urging force of the urging mechanism on the cam ring. An oil chamber,
The hydraulic oil discharged from the discharge portion is guided through a throttle, and a second force is applied to the cam ring in a direction in which the eccentric amount increases in cooperation with the biasing mechanism based on the internal pressure. A control oil chamber;
It is configured to operate before the amount of eccentricity becomes minimum, and when the discharge pressure is equal to or lower than a predetermined pressure, the flow from the discharge portion to the first control oil chamber is restricted, and the first control oil chamber When the discharge pressure exceeds the predetermined pressure, the discharge portion and the first control oil chamber communicate with each other and the first control oil chamber A control mechanism that is in a second state in which the flow to the low-pressure part is restricted and the hydraulic oil in the second control oil chamber is discharged to the low-pressure part;
A variable displacement pump characterized by comprising:
可動部材が移動することで前記吐出部に開口する前記各作動油室の容積変化量を可変にする可変機構と、
それぞれセット荷重が付与された状態で配置される2つの付勢部材によって構成され、該2つの付勢部材によって発生する付勢力に基づいて前記吐出部に開口する前記作動油室の容積変化量が増大する方向に前記可動部材を付勢し、前記吐出部に開口する前記作動油室の容積変化量が所定以下になると段階的に付勢力が大きくなるように構成された付勢機構と、
前記吐出部から吐出された作動油が導かれ、その内圧に基づき前記可動部材に対し前記付勢機構の付勢力に抗する方向に付勢力を作用させる第1制御油室と、
前記吐出部から吐出された作動油が絞りを介して導かれ、その内圧に基づき前記可動部材に対し前記付勢機構による付勢方向と同方向に付勢力を作用させる第2制御油室と、
吐出圧に基づいて前記可変機構によって前記作動油室の容積変化量が最小となる前に作動し、吐出圧の増大に伴って前記第1作動油室へと作動油を導き、さらに吐出圧が増大すると前記第2制御油室内の作動油を低圧部へと排出する制御機構と、
を備えたことを特徴とする可変容量形ポンプ。 A pump structure that is configured so that the volumes of the plurality of hydraulic oil chambers change with rotation, and that discharges hydraulic oil guided from the suction unit by being driven to rotate from the discharge unit;
A variable mechanism that varies the volume change amount of each hydraulic fluid chamber that opens to the discharge unit by moving a movable member;
A volume change amount of the hydraulic oil chamber that is configured by two urging members arranged in a state where a set load is applied and opens to the discharge unit based on the urging force generated by the two urging members is provided. An urging mechanism configured to urge the movable member in an increasing direction and to increase the urging force stepwise when a volume change amount of the hydraulic oil chamber that opens to the discharge unit becomes a predetermined amount or less;
A first control oil chamber that guides hydraulic oil discharged from the discharge unit and applies a biasing force to the movable member in a direction against the biasing force of the biasing mechanism based on the internal pressure;
Hydraulic oil discharged from the discharge portion is guided through a throttle, and based on the internal pressure, a second control oil chamber that applies a biasing force to the movable member in the same direction as the biasing direction by the biasing mechanism;
Based on the discharge pressure, the variable mechanism is operated before the volume change amount of the hydraulic oil chamber is minimized, the hydraulic oil is guided to the first hydraulic oil chamber as the discharge pressure increases, and the discharge pressure is further reduced. A control mechanism for discharging the hydraulic oil in the second control oil chamber to the low pressure section when increased;
A variable displacement pump characterized by comprising:
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